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3D打印在中国的发展前景

    全球3D打印行业研究机构Wohlers Associates近日发布的2013年报告显示,2012年全世界3D打印行业总产值增长了28%,达22亿美元。3D打印的全球销量同比增长25%,其中38%产自美国、中国占8.5%。但一般认为,中国的3D打印公司竞争激烈,且较为低端。不过,去年获得中国科技发明一等奖的,就是用3D打印技术实现了生产中国辽宁号航母上战机歼-15的部分零部件。究竟目前3D打印在中国发展如何?我们访问了跟以色列公司Solido合作,规模较大的3D打印公司紫金立德总经理连宁。


    什么是3D打印呢?连宁介绍说,传统打印是平面的,而3D打印可以制作出立体。照相是平面照片,如果有3维相机,就可以用3D打印机把人的模型打印出来。现在日本和中国都已经有3D影楼,新婚夫妇可以用3D打印制作两人的立体模型。除此之外,工业上用的零部件也可以通过3D打印实现。


    工业生产可以大批量制造,速度快、价格低,为什么需要3D打印呢?连宁说,如果只造十个八个,造模具再生产的成本非常高;因此,用3D打印机大批量生产是不合适的。但是对于小批量、多品种、个性化的生产,3D打印机是很有意义,这样生产成本就低得多。例如手提电话造型都是千篇一律,3D打印机就可以帮手机打印个性化的外壳。连宁笑道,目前3D打印技术发展还不完善,不可打印飞机、汽车,只可以用3D打印机,打印出飞机或汽车的外壳或一部分零件;但像发动机、电路板,现在还是打印不出来。


    统计显示,2012年全球3D打印应用主要集中在消费电子产品(约20%)、汽车制造业(约20%)、医疗及口腔医学(15%)、航空航天(12%)、工业及商用机器(11%),及学术研究、军事项目等其它方面(22%)。连宁说,3D打印机目前应用最广的还是用在设计。以往设计师设计好图纸后,需要找工厂制作样品,过程较漫长,若有修改还要再制作样品。现在用3D打印机,就可以把设计图纸直接变成实物,供设计师进行相关验证。连宁说,天宫一号火箭的设计过程就用到了3D打印。


    其次,一些高端制造业也会使用3D打印机。由于高端汽车都是限量生产及销售,如果发生事故令汽车损毁,再订相关零件的价格非常高,等待时间也很长。因此,目前一些高端汽车零售店就使用3D打印机,打印豪华汽车的塑料零件。


    另外,医学方面也是3D打印技术的一大发展方向。著名运动员姚明和刘翔在美国做脚骨手术时,美国医院就用了3D打印技术,打印出两人损伤部位的骨头模型,供医生研究治疗方案。


    现在医院换膝盖手术用的内置材料,都是工厂里批量生产,像买鞋子一样,选择一个大概合适的尺码安装上去,有些病人要勉强使用。未来的发展方向是只要有骨头的尺寸数据,就可以按照每个人的不同尺寸用3D打印一个。现在清华大学就正研究供3D打印机使用的生物材料。连宁指,目前3D打印有4种主流技术。全世界而言,美国的3D打印技术最为领先;而中国技术与美国的差距不算太大,比日本要领先得多。他说,美国没有对中国人进行3D打印技术封锁,而日本在3D技术上的研发很少,只在3D应用上。目前中国全部掌握4种3D打印技术,而在整个制造业当中,中国的3D技术也是跟国外差距较小。中国3D打印机与美国相比,差距在于机器质量:美国的3D打印技术主要有先进软件,因此美国生产出来的机器打印速度较快。由于电机质量较落后,生产出来的设备在质量和寿命上有一定欠缺。


    连宁说,目前3D打印企业主要以国际市场为主。尽管中国3D打印技术跟世界差异不大,但是由于宣传推广还不够,应用比较落后,制约了3D打印的市场。连宁承认,目前3D打印市场已经出现了低质化竞争,特别在挤出成型的技术上。由于这种技术在美国已经彻底开放,从互联网上就可以下载到技术核心数据,造成了的一些盲目投资。但他认为,由于中国是传统制造业大国,未来市场依然可观。


    连宁说,由于前期投入巨大,很多3D打印机生产企业仍有亏损。美国最大的3D打印公司目前也很难盈利,真正的获利是在资本市场上。因为投资者对3D技术非常看好,股市从去年下半年开始,几次因为3D技术全线上涨,美国方面也有相似情况。


    现在美国和英国都对3D打印技术非常重视,据国外媒体报道,美国总统奥巴马在最近的国情咨文演讲中,多次强调3D打印技术的重要性,称其将加速美国经济的增长。奥巴马指,美国政府不仅已经在俄亥俄州扬斯敦成立了首个制造创新中心,而且还有3个创新研究中心在筹建当中,最终将发展成一个3D打印制造业的全美网络。令美国一些落后地区再次创造奇迹,成为全球新的高科技中心。


    不过,连宁表示,材料依然是制约3D打印技术普及的一大原因。目前全世界可以给3D打印机使用的材料只有100多种,而整个制造业有上万种的材料。3D打印机可以使用的金属材料都是比较高端,例如钛合金、铝合金和铜合金,而钢铁现在还不行。非金属材料主要有塑料、石膏、尼龙等。他们公司生产的打印机只能打印塑料,因此金属零件也只能打印出一个塑料模型供设计师参考。但如果本身就是塑料零件的话,那就可以直接使用了。


    除此之外,由于会使用三维设计软件的人比较少,因此3维数据的获取方面现在也面临瓶颈。所以,要开发出使用上简单方便的三维绘图软件也很重要。


    但是,制造业巨头鸿海集团董事长郭台铭就不太看好3D打印技术,甚至说如果3D打印可以,他的郭字就倒过来写。对此连宁说,之前鸿海集团曾经通过台湾的公司与他们联络,但最后没有达成合作。据他了解,富士康在3D打印方面只是跟踪了解,没有真正投入发展。连宁认为,由于3D技术不成熟,每个人看法不同,最终是要市场决定。



发布日期:2013-09-24    点击数:

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